高中数学必修一(人教新课标A版)课堂教学设计-指数2
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教学设计方案课题名称:2 . 1 . 2 指数函数及其性质教学设计学科年级:高一年级教材版本:人教版一、教学内容分析本节课是数学必修1(人教A版)第二章第一节第二课。
指数函数是重要的基本初等函数之一,作为常见函数,它不仅是今后学习对数函数和幂函数的基础,同时在生活及生产实际中有着广泛的应用,所以指数函数应重点研究。
函数及其图象在高中数学中占有很重要的位置。
如何突破这个即重要又抽象的内容,其实质就是将抽象的符号语言与直观的图象语言有机的结合起来,通过具有一定思考价值的问题,激发学生的求知欲望――持久的好奇心二、教学目标1、知识与技能:理解指数函数的概念,掌握指数函数的图象和性质,培养学生实际应用函数的能力。
2、过程与方法:通过观察图象,分析、归纳、总结、自主建构指数函数的性质。
领会数形结合的数学思想方法,培养学生发现、分析、解决问题的能力。
3、情感态度与价值观:在指数函数的学习过程中,体验数学的科学价值和应用价值,培养学生善于观察、勇于探索的良好习惯和严谨的科学态度。
教学重点:指数函数的概念、图象和性质。
教学难点:对底数的分类,如何由图象、解析式归纳指数函数的性质。
三、学习者特征分析学生已经学习了函数的知识,指数函数是函数知识中重要的一部分内容,学生若能将其与学过的正比例函数、一次函数、二次函数进行对比着去理解指数函数的概念、性质、图象,则一定能从中发现指数函数的本质,所以对已经熟悉掌握函数的学生来说,学习本课并不是太难。
学生通过对高中数学中函数的学习,对解决一些数学问题有一定的能力。
通过教师启发式引导,学生自主探究完成本节课的学习。
四、教学过程开始课件导入新课一、创设情景 问题1:某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个,……一个这样的细胞分裂 x 次后,得到的细胞分裂的个数 y 与 x 之间,构成一个函数关系,能写出 x 与 y 之间的函数关系式吗?学生思考,教师组织学生交流各自的想法,捕捉学生交流中与下列结论有关的信息,学生回答: y 与 x 之间的关系式,可以表示为y =2x通过问题引导学生思考我们本节课的教学重点,锻炼学生的主动思考能力总结归纳能力。
学习目标1.指数函数
(1)通过对有理数指数幂a m
n(a > 0,且a≠1;m,n为整数,且n > 0)、实数指数
幂a(a > 0,且a≠1;∈R)含义的认识,了解指数幂的拓展过程,掌握指数幂的运算性质.
(2)通过具体实例,了解指数函数的实际意义,理解指数函数的概念.能借助描点法、信息技术画出具体指数函数的图象,探索并理解指数函数的单调性与特殊点.
2.对数函数
(1)理解对数的概念和运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数.
(2)通过具体实例,了解对数函数的概念.能借助描点法、信息技术画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的单调性与特殊点.
(3)知道对数函数=og a与指数函数=a互为反函数(a>0,且a≠1).
(4)*收集、阅读对数概念的形成和发展的历史资料,撰写论文,论述对数发明的过程以及对数对简化运算的作用.
3.二分法与求方程近似解
(1)结合指数函数和对数函数的图象,进一步了解函数的零点与方程解的关系.
(2)结合具体连续函数及其图象的特点,了解函数零点存在定理,探索用二分法求方程近似解的思路并会画程序框图,能借助计算工具用二分法求方程近似解,了解用二分法求方程近似解具有一般性.
4.函数与数学模型
(1)进一步理解函数模型是描述客观世界中变量关系和规律的重要数学语言和工具.结合现实情境中的具体问题,利用计算工具,比较对数函数、线性函数、指数函数增长速度的
差异,理解“对数增长”“直线上升”“指数爆炸”等术语的现实含义.在实际情境中,会选择合适的函数类型刻画现实问题的变化规律.
(2)收集一些现实生活、生产实际或者经济领域中的函数模型,体会人们是如何借助函数刻画实际问题的,感悟数学模型中参数的现实意义.。
高中数学《指数函数及其性质》公开课优秀教学设计本节课主要讲解指数函数及其性质,是高中数学中的一个基本初等函数。
通过研究,学生可以深化对函数概念的理解与认识,初步培养学生的函数应用意识,为今后研究其它初等函数奠定基础。
教学目标包括知识与技能目标、过程与方法目标和情感态度与价值观目标。
学生已有一定的函数基础知识,但思维的全面性、深刻性以及数形结合的思想需要进一步培养和加强。
教学重点是指数函数的概念和性质,教学难点是用数形结合的方法从具体到一般地探索、概括指数函数概念和性质。
为了突破难点,需要寻找新知生长点,建立新旧知识的联系,在理解概念的基础上充分结合图象,利用数形结合来扫清障碍。
教学方法采用“诱思探究”教学模式和“情景式”教学模式,创设问题情景,强化指数函数概念的形成,突出图象的作用,注意数学与生活和实践的联系。
本节课介绍了指数函数及其性质,是高中数学中的一个基本初等函数。
通过研究,学生可以深化对函数概念的理解与认识,初步培养学生的函数应用意识,为今后研究其它初等函数奠定基础。
教学目标包括知识与技能目标、过程与方法目标和情感态度与价值观目标。
学生已有一定的函数基础知识,但思维的全面性、深刻性以及数形结合的思想需要进一步培养和加强。
教学重点是指数函数的概念和性质,教学难点是用数形结合的方法从具体到一般地探索、概括指数函数概念和性质。
为了突破难点,需要寻找新知生长点,建立新旧知识的联系,在理解概念的基础上充分结合图象,利用数形结合来扫清障碍。
教学方法采用“诱思探究”教学模式和“情景式”教学模式,创设问题情景,强化指数函数概念的形成,突出图象的作用,注意数学与生活和实践的联系。
根据注重提高学生数学思维能力的理念,教师指导学生采用自主、合作、探究的研究方法。
首先,帮助学生再现原有认知结构,为理解指数函数的概念和性质做好准备。
其次,在研究指数函数的性质时,引导学生运用分类讨论、数形结合等常见数学思想方法。
第三,通过互相交流和自主探究,让学生变被动的接受为主动地合作研究,从而完成知识的内化过程。
第二章 一元二次函数、方程和不等式2.1等式性质与不等式性质(共2课时)(第1课时)本节内容是《普通高中课程标准实验教科书》(人民教育出版社A 版教材)高中数学必修5第三章第一节不等关系与不等式第2课时的内容,主要讲解不等关系及不等式的性质及其运用;现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系,数学中,我们用不等式来表示不等关系。
不等式的性质是解决不等式问题的基本依据,凡是不等式的变形、运算都要严格按照不等式的性质进行。
因此,不等式的性质是学习本章后续内容和选修4-5不等式选讲的重要保障;本节通过类比等式的性质,猜想并证明不等式的性质,并用不等式的性质证明简单的不等式,是体会化归与转化,类比等数学思想,和培养学生数学运算能力,逻辑推理能力的良好素材。
在高中数学中,不等式的地位不仅特殊,而且重要,它与高中数学几乎所有章节都有联系,尤其与函数、方程等联系紧密,因此,不等式才成为高考中经久不衰的热点、重点,有时也是难点.1.教学重点:将不等关系用不等式表示出来,用作差法比较两个式子大小;2.教学难点: 在实际情景中建立不等式(组),准确用作差法比较大小;多媒体教学过程教学设计意图核心素养目标一、情景引入,温故知新(一)、情境导学1.购买火车票有一项规定:随同成人旅行,身高超过1.1 m(含1.1 m)而不超过1.5 m的儿童,享受半价客票、加快票和空调票(简称儿童票),超1.5m时应买全价票.每一成人旅客可免费携带一名身高不足1.1米的儿童,超过一名时,超过的人数应买儿童票.从数学的角度,应如何理解和表示“不超过”“超过”呢?2.展示新闻报道:明天白天广州的最低温度为18℃,白天最高温度为30℃。
师:明天白天广州的温度t℃满足怎样的不等关系?生:t大于或等于18小于或等于30老师引出课题板书:不等关系与不等式师:常见的不等号有?生:大于(>),小于(<),大于或等于(≥),小于或等于(≤),不等于(≠)。
教学建议1.注重引导学生按研究函数的基本套路展开研究本章教学要注重让学生再次经历研究函数的基本过程:背景—概念—图象和性质—应用.首先,要注意引导学生通过运算分析具体实例的数据中蕴含的变化规律,抽象形成相应的函数概念;其次,要利用教科书中的问题引导学生思考和总结,按照利用函数图象研究性质的“三步曲”,自主探究两类函数的图象和性质.需要注意的是,幂函数是在作出五个指定的具体函数图象的基础上,研究其图象和性质.但是指数函数和对数函数各是一种类型的函数,所以应该先选择典型的具体函数描点作图,再借助信息技术画出更多的具体函数的图象,然后引导学生观察和发现其中的共同特征,归纳概括出其性质.“函数的应用(二)”分别从数学学科内部和实际应用两个方面,继续研究用函数观点看方程,用函数模型刻画实际问题的变化规律.用函数研究方程的解,使得研究的方程更一般,可以帮助学生进一步形成函数与方程的思想方法.对于函数的实际应用,要注重让学生结合用指数函数和对数函数刻画实际问题中的运动,经历建立函数模型解决实际问题的一般过程,在此过程中体会函数是描述客观世界中变量关系和规律的数学语言和工具,发展数学建模素养.2.用函数的观点联系相关内容,培养学生的数学整体观数、式及其运算是学习方程和函数的基础.方程是含有未知数的等式,研究方程就是研究方程是否有解、有多少解、如何求解,这些问题可以用函数的观点来认识,从而加以研究和解决.函数是数集之间的一种特殊对应,它有很多表现形式,包括解析式、图象、表格等,这些表示方法也是一个有机的整体.教学中要注意用整体、联系的观点把握这些内容.教科书在研究了指数幂和对数的概念、表示、运算和运算性质的基础上,通过实例引入指数函数和对数函数的概念,研究它们的图象、性质及其应用;反过来,通过指数函数、对数函数的单调性,比较指数幂、对数值的大小;通过函数的零点,运用二分法求方程的近似解等这些都体现了函数对相关内容的统领.本章的核心内容是指数函数和对数函数,全章都应该围绕核心内容展开教学,以更好地帮助学生形成函数观点和思想方法.指数幂的运算、对数的概念及其运算性质和公式、指数幂和对数的关系,是学习指数函数、对数函数必备的基础,运用这些运算性质,通过运算,特别是加法、乘法运算的互相转化可以研究函数的性质,解决具体的问题.教学中要从整体上把握上述运算和函数概念、图象、性质以及应用的关系.3.加强“形”与“数”的融合,循序渐进地研究指数函数和对数函数函数图象是平面上点的集合,指数函数和对数函数的图象都是满足一定条件的曲线,因此研究指数函数和对数函数,从某种意义上说,就是研究这些曲线的性质、变化.对于曲线的研究,用初等数学的方法很难完全实现,特别是单调性.而运用导数工具,可以方便地表示指数函数、对数函数在任意一点的导数值(变化率),运用这点的导数值估计曲线在这点附近的平均变化率,就能更准确地刻画曲线的性质.在本章,对于指数函数、对数函数单调性的研究,主要是借助图象直观,利用图象研究性质,而不是代数方法,更没有运用导数的方法,所以,教学中要注意把握分寸,不要提高要求,要更多地采用数形结合的方法,帮助学生直观认识这两类丽数的性质.在本章,学生还要学习线性函数与指数函数、对数函数的增长差异,我们知道,利用单调性可以准确地刻画某个函数增长或衰减的规律,但要比较两个函数之间的增长差异,说明谁快谁慢,利用现有知识是做不到的,为了能选择合适的函数类型构建数学模型,刻画现实问题的变化规律,教学时可以依据教科书,从两个方面帮助学生体会不同函数模型增长的差异:一是通过观察函数图象,利用图象直观比较指数函数与线性函数、对数函数与线性函数增长速度的差异;二是通过教科书中的实例,结合具体问题情境理解不同函数增长的差异.教学的关键是引导学生从局部到整体,从不同角度观察、比较不同函数图象增长变化的差异,从而直观体会直线增长、指数爆炸和对数增长的含义.学生掌握了这种研究方法后,可以根据教学的实际情况引导学生探究线性函数与幂函数的增长差异,以及其他不同函数之间的增长差异,所用的方法依然是利用函数图象,采用数形结合方法.4.加强背景和应用,发展学生数学建模素养数学建模是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用数学方法构建模型解决问题的素养、数学不仅仅是概念、性质、公式、定理的集合,还有生动的背景及广阔的应用,它们一个是数学的培养学生数学建模素养的重要素材.指数函数和对数函数都是刻画客观世界变量之间关系的数学模型,它们的引入需要通过大量的现实背景、历史背景以及数学背景的素材,教科书在这方面提供了很多素材.例如,章引言中的利用碳14的残留量测定良渚遗址的年代;指数函数引入中的景区游客人数增长、生物体中碳14的含量与生物死亡年数之间的关系等.教科书还提供了大量指数函数和对数函数应用的素材,例如例题中的由图象估计城市人口增长的时间以及人口数、历史上对数的发明、溶液酸碱度的测量等.在函数应用中,教科书中的素材更加丰富,如马尔萨斯人口增长模型、推断良渚遗址中水坝建成的时间、选择资金回报的方案等,教学中,应注意参考教科书,结合这些素材,引导学生从数学的视角发现问题、提出问题,构建指数函数和对数函数模型,确定模型中的参数、计算求解,检验结果、改进模型,最终解决问题,让学生体会数学的,提升数学建模素养.5.注重借助信息技术工具研究指数函数和对数函数教学中,应充分重视信息技术与数学课程的融合,发挥信息技术快速计算、作图分析的强大功能,通过信息技术帮助学生理解有关知识.在指数和对数的教学中,可以利用计算工具进行指数幂和对数的运算并迅速得到结果,帮助学生增强对指数幂和对数概念及其运算性质的理解.在无理数指数幂的教学中,利用计算工具可以帮助学生体会有理数指数幂逼近无理数指数幂的过程.在指数函数概念的教学中,利用信息技术可以很方便地将教科书421节问题1中表格的数据转化为图象,由图象直观地发现旅游人次的整体变化情况;然后利用计算工具对这些数据进行计算,通过计算揭示图象蕴含的变化规律.在指数函数和对数函数图象和性质的教学中,利用信息技术可以进行多种方式的研究,比如任意作出大量图象,通过观察图象归纳出共同特征、抽象出函数的性质;又如建立函数图象和数表的联系,通过跟踪图象上的点,数形结合地发现函数的图象特征和性质.在不同函数增长差异的教学中,利用信息技术可以作出函数在两个不同范围的图象,帮助学生从不同角度观察到不同函数增长的差异.在函数零点和用二分法求方程近似解的教学中,利用信息技术作出函数图象,才能根据图象与轴的交点找到函数零点所在的区间,并且利用计算工具才能方便地通过二分法求出满足精确度的近似解;还可以利用计算工具直接求出方程的近似解,或求出函数图象与轴交点的横坐标,以此检验所求方程的近似解是否正确.在函数模型应用的教学中,利用信息技术可以帮助学生作出已知数据的散点图,并根据散点图选择并求出拟合函数;还可以利用信息技术帮助学生求出函数模型,并根据所求函数模型解决有关问题.6.注意通过无理数指数幂的教学渗透极限思想教科书通过“用有理数指数幂逼近无理数指数幂”的思想方法引入无理数指数幂,教学中,可以类比初中用有理数逼近无理数,让学生充分经历从“过剩近似值”和“不足近似值”两个方向,用有理数指数幂逼近无理数指数幂的过程;通过在数轴上表示这些“过剩近似值”和“不足近似值”的对应点,发现这些点逼近一个确定的点,其对应的数就是这个无理数指数幂.这样从“数”与“形”的两个角度,加强了逼近和极限思想的渗透,有助于学生从中初步体会这一重要思想.。
4.2.2 指数函数的图象和性质说课稿今天我说课的题目是《指数函数的图象和性质》,下面我将从说教材、说学情、说教法学法、说教学过程、说板书设计这五个方面进行我的说课。
一、说教材首先,教材的地位和作用。
本节课选自人民教育出版社2019版必修第一册第四章第二节第二课时。
前面幂函数的学习为指数函数的研究提供了方法和依据,也为后续对数的学习奠定基础,在知识系统中起了承上启下的作用。
同时,在实际生活中有着广泛的应用,因此它也是对学生进行情感价值观教育的好素材。
其次,教学目标。
根据数学核心素养的要求,制定如下目标:1.能画出具体指数函数的图象2.能根据指数函数的图象说明指数函数的性质3.掌握指数函数的性质并解决简单问题。
最后,教学重难点。
通过对教学目标的分析,确定本节课的重点为指数函数的图象、性质,难点为指数函数图象和性质的探索与概括的过程。
…………………………………………………………………………………第二,说学情通过前一阶段的教学,学生对函数和图象的认识有了一定的认知结构,主要体现在三个层面: 知识层面:学生已初步掌握了函数的基本性质和简单的指数运算技能。
能力层面:学生在初中已经掌握了用描点法描绘函数的图象,幂函数的学习提供了按“背景-概念-图象和性质-应用”的顺序研究函数。
情感层面:学生思维活跃,乐于合作,有探究问题的意识,但思维的严谨性和分类讨论、归纳推理等能力有待于提高。
…………………………………………………………………………………第三,说教法学法在教法上,本节课主要采用四个问题与两个探究为载体的任务驱动式教学方法,启发引导学生归纳总结。
德国教育家第斯多惠曾说过“一个坏的教师奉送知识,一个好的教师则教人发现知识。
”在终身学习的时代背景之下,这就要求教师在教学过程中不能仅仅教授学科专业知识,更加注重学生对学习方法的把握,培养学生独立获取知识的能力。
为此,在教学过程中我将从以下几个方面渗透学法:1.学会作图识图,培养学生从函数图象中归纳函数性质。
2.1.2 指数函数及其性质整体设计教学内容分析本节课是《普通高中课程标准实验教科书·数学(1)》(人教A版)第二章第一节第二课(2.1.2)《指数函数及其性质》.根据实际情况,将《指数函数及其性质》划分为三节课〔指数函数的图象及其性质,指数函数及其性质的应用(1),指数函数及其性质的应用(2)〕,这是第一节课“指数函数的图象及其性质”.指数函数是重要的基本初等函数之一,作为常见函数,它不仅是今后学习对数函数和幂函数的基础,同时在生活及生产实际中有着广泛的应用,所以指数函数应重点研究.学生学习情况分析指数函数是在学生系统学习了函数概念,基本掌握了函数性质的基础上进行研究的,是学生对函数概念及性质的第一次应用.教材在之前的学习中给出了两个实际例子(GDP的增长问题和碳14的衰减问题),已经让学生感受到了指数函数的实际背景,但这两个例子的背景对于学生来说有些陌生.本节课先设计一个看似简单的问题,通过超出想象的结果来激发学生学习新知的兴趣和欲望.设计思想1.函数及其图象在高中数学中占有很重要的位置.如何突破这个既重要又抽象的内容,其实质就是将抽象的符号语言与直观的图象语言有机地结合起来,通过具有一定思考价值的问题,激发学生的求知欲望——持久的好奇心.我们知道,函数的表示法有三种:列表法、图象法、解析法,以往的函数的学习大多只关注到图象的作用,这其实只是借助了图象的直观性,只是从一个角度看函数,是片面的.本节课力图让学生从不同的角度去研究函数,对函数进行一个全方位的研究,并通过对比总结得到研究的方法,让学生去体会这种研究方法,以便能将其迁移到其他函数的研究中去.2.在本节课的教学中我努力实践以下两点:(1)在课堂活动中通过同伴合作、自主探究培养学生积极主动、勇于探索的学习方式.(2)在教学过程中努力做到生生对话、师生对话,并且在对话之后重视体会、总结、反思,力图在培养和发展学生数学素养的同时让学生掌握一些学习、研究数学的方法.3.通过课堂教学活动向学生渗透数学思想方法.教学目标根据学生的实际情况,本节课的教学目标是:理解指数函数的概念,能画出具体指数函数的图象;在理解指数函数概念、性质的基础上,能应用所学知识解决简单的数学问题;在教学过程中通过类比,回顾归纳从图象和解析式这两种不同角度研究函数性质的数学方法,加深对指数函数的认识,让学生在数学活动中感受数学思想方法之美、体会数学思想方法之重要;同时通过本节课的学习,使学生获得研究函数的规律和方法;培养学生主动学习、合作交流的意识.重点难点教学重点:指数函数的概念、图象和性质.教学难点:对底数的分类,如何由图象、解析式归纳指数函数的性质.教学过程一、创设情境、提出问题(约3分钟)师:如果让1号同学准备2粒米,2号同学准备4粒米,3号同学准备6粒米,4号同学准备8粒米,5号同学准备10粒米,……,按这样的规律,51号同学该准备多少粒米?学生回答后教师公布事先估算的数据:51号同学该准备102粒米,大约5克重.师:如果改成让1号同学准备2粒米,2号同学准备4粒米,3号同学准备8粒米,4号同学准备16粒米,5号同学准备32粒米,……,按这样的规律,51号同学该准备多少粒米?学情预设学生可能说出很多或能算出具体数目.师:大家能否估计一下51号同学该准备的米有多重吗?教师公布事先估算的数据:51号同学所需准备的大米约重1.2亿吨.师:1.2亿吨是一个什么概念?根据2007年9月13日美国农业部发布的最新数据显示,2007~2008年度我国大米产量预计为1.27亿吨.这就是说51号同学所需准备的大米相当于2007~2008年度我国全年的大米产量!设计意图用一个看似简单的实例,为引出指数函数的概念做准备;同时通过与一次函数的对比让学生感受指数函数的爆炸增长,激发学生学习新知的兴趣和欲望.在以上两个问题中,每位同学所需准备的米粒数用y表示,每位同学的座号数用x表示,y与x之间的关系分别是什么?学生很容易得出y=2x(x∈N*)和y=2x(x∈N*).学情预设学生可能会漏掉x的取值范围,教师要引导学生思考具体问题中x的取值范围.二、师生互动、探究新知1.指数函数的定义师:其实,在本章开头的问题中,也有一个与y=2x类似的关系式y=1.073x(x∈N*,x≤20).(1)让学生思考讨论以下问题(问题逐个给出,约3分钟):①y=2x(x∈N*)和y=1.073x(x∈N*,x≤20)这两个解析式有什么共同特征?②它们能否构成函数?③是我们学过的哪个函数?如果不是,你能否根据该函数的特征给它起个恰当的名字? 设计意图引导学生从具体问题、实际问题中抽象出数学模型.学生对比已经学过的一次函数、反比例函数、二次函数,发现y =2x ,y =1.073x 是一个新的函数模型,再让学生给这个新的函数命名,由此激发学生的学习兴趣.引导学生观察,两个函数中,底数是常数,指数是自变量.师:如果可以用字母a 代替其中的底数,那么上述两式就可以表示成y =a x 的形式.自变量在指数位置,所以我们把它称作指数函数.(2)让学生讨论并给出指数函数的定义(约6分钟).对于底数的分类,可将问题分解为:①若a <0,会有什么问题?(如a =-2,x =12,则在实数范围内相应的函数值不存在) ②若a =0,会有什么问题?(对于x ≤0,a x 都无意义)③若a =1又会怎么样?(1x 无论x 取何值,它总是1,对它没有研究的必要)师:为了避免上述各种情况的发生,所以规定a >0且a ≠1.在这里要注意生生之间、师生之间的对话.①若学生从教科书中已经看到指数函数的定义,教师可以问,为什么要求a >0,且a ≠1;a =1为什么不行?②若学生只给出y =a x ,教师可以引导学生通过类比一次函数(y =kx +b ,k ≠0)、反比例函数(y =k x ,k ≠0)、二次函数(y =ax 2+bx +c ,a ≠0)中的限制条件,思考指数函数中底数的限制条件.学情预设设计意图①对指数函数中底数限制条件的讨论可以引导学生研究一个函数应注意它的实际意义和研究价值;②讨论出a >0,且a ≠1,也为下面研究性质时对底数的分类做准备.接下来教师可以问学生是否明确了指数函数的定义,能否写出一两个指数函数?教师也在黑板上写出一些解析式让学生判断,如y =2×3x ,y =32x ,y =-2x.学情预设学生可能只是关注指数是否是变量,而不考虑其他的.设计意图加深学生对指数函数定义和呈现形式的理解.2.指数函数的性质(1)提出两个问题(约3分钟)①目前研究函数一般可以包括哪些方面?设计意图让学生在研究指数函数时有明确的目标:函数三要素(对应法则、定义域、值域)和函数的基本性质(单调性、奇偶性).②研究函数(比如今天的指数函数)可以怎么研究?用什么方法、从什么角度研究? 可以从图象和解析式这两个不同的角度进行研究;可以从具体的函数入手(即底数取一些数值);当然也可以用列表法研究函数,只是今天我们所学的函数用列表法不易得出此函数的性质,可见具体问题要选择适当的方法来研究才能事半功倍!还可以借助一些数学思想方法来思考.设计意图①让学生知道图象法不是研究函数的唯一方法,由此引导学生可以从图象和解析式(包括列表)两个不同的角度对函数进行研究;②对学生进行数学思想方法(从一般到特殊再到一般、数形结合、分类讨论)的有机渗透.(2)分组活动,合作学习(约8分钟)师:下面我们就从图象和解析式这两个不同的角度对指数函数进行研究.①让学生分为两大组,一组从解析式的角度入手(不画图)研究指数函数,一组借助电脑通过几何画板的操作从图象的角度入手研究指数函数;②每一大组再分为若干合作小组(建议4人一小组);③每组都将研究所得到的结论或成果写出来以便交流.学情预设考虑到各组的水平可能有所不同,教师应巡视,对个别组可做适当的指导.通过自主探索、合作学习,不仅让学生充当学习的主人更可加深对所得到结论的理解.设计意图(3)交流、总结(约10~12分钟)师:下面我们开一个成果展示会!教师在巡视过程中应关注各组的研究情况,此时可选一些有代表性的小组上台展示研究成果,并对比从两个角度入手研究的结果.教师可根据上课的实际情况对学生发现、得出的结论进行适当的点评或要求学生分析.这里除了研究定义域、值域、单调性、奇偶性外,再引导学生注意是否还有其他性质?师:各组在研究过程中除了定义域、值域、单调性、奇偶性外是否还得到一些有价值的副产品呢?〔〕如过定点(0,1),y =a x 与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a x 的图象关于y 轴对称学情预设①首先选一个从解析式的角度研究的小组上台汇报;②对于从图象的角度研究的,可先选没对底数进行分类的小组上台汇报;③问其他小组有没有不同的看法,上台补充,让学生对底数进行分类,引导学生思考哪个量决定着指数函数的单调性,以什么为分界,教师可以马上通过电脑操作看函数图象的变化.设计意图①函数的表示法有三种:列表法、图象法、解析法,通过这个活动,让学生知道研究一个具体的函数可以从多个角度入手,从图象角度研究只是能直观的看出函数的一些性质,而具体的性质还是要通过对解析式的论证;特别是定义域、值域更是可以直接从解析式中得到的.②让学生上台汇报研究成果,使学生有种成就感,同时还可训练其对数学问题的分析和表达能力,培养其数学素养;③对指数函数的底数进行分类是本课的一个难点,让学生在讨论中自己解决分类问题,使该难点的突破显得自然.师:从图象入手我们很容易看出函数的单调性、奇偶性,以及过定点(0,1),但定义域、值域却不可确定;从解析式(结合列表)可以很容易得出函数的定义域、值域,但对底数的分类却很难想到.教师通过几何画板中改变参数a的值,追踪y=a x的图象,在变化过程中,让全体学生进一步观察指数函数的变化规律.师生共同总结指数函数的图象和性质,教师可以边总结边板书.0<a<1a>1(0,+∞)过定点(0,1)1.例:已知指数函数f(x)=a x(a>0,且a≠1)的图象经过点(3,π),求f(0),f(1),f(-3)的值.解:因为f(x)=a x的图象经过点(3,π),所以f(3)=π,即a 3=π.解得13πa =,于是f (x )=3πx . 所以f (0)=1,f (1)=3π,f (-3)=1π. 设计意图通过本题加深学生对指数函数的理解.师:根据本题,你能说出确定一个指数函数需要什么条件吗?师:从方程思想来看,求指数函数就是确定底数,因此只要一个条件,即布列一个方程就可以了.设计意图让学生明确底数是确定指数函数的要素,同时向学生渗透方程的思想.2.练习:(1)在同一平面直角坐标系中画出y =3x 和y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 的大致图象,并说出这两个函数的性质;(2)求下列函数的定义域:①y =112xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭. 3.师:通过本节课的学习,你对指数函数有什么认识?你有什么收获?学情预设学生可能只是把指数函数的性质总结一下,教师要引导学生谈谈对函数研究的学习,即怎么研究一个函数.设计意图①让学生再一次复习对函数的研究方法(可以从多个角度进行),让学生体会本节课的研究方法,以便能将其迁移到其他函数的研究中去.②总结本节课中所用到的数学思想方法.③强调各种研究数学的方法之间有区别又有联系,相互作用,才能融会贯通.4.作业:课本习题2.1A 组 5.教学反思1.本节课改变了以往常见的函数研究方法,让学生从不同的角度去研究函数,对函数进行一个全方位的研究,不仅仅是通过对比总结得到指数函数的性质,更重要的是让学生体会到对函数的研究方法,以便能将其迁移到其他函数的研究中去,教师可以真正做到“授之以渔”而非“授之以鱼”.2.教学中借助信息技术可以弥补传统教学在直观感、立体感和动态感方面的不足,可以很容易的化解教学难点、突破教学重点、提高课堂效率,本节课使用几何画板可以动态地演示出指数函数的底数的变化过程,让学生直观地观察底数对指数函数单调性的影响.3.在教学过程中不断向学生渗透数学思想方法,让学生在活动中感受数学思想方法之美、体会数学思想方法之重要,部分学生还能自觉地运用这些数学思想方法去分析、思考问题.指数函数及其性质的应用整体设计三维目标1.知识与技能理解指数函数的图象和性质,会利用性质来解决问题.2.过程与方法能利用指数函数的图象和性质来比较两个值的大小,图象间的平移,去探索利用指数函数的单调性来求未知字母的取值范围.3.情感、态度与价值观在解决简单实际问题的过程中,体会指数函数是一类重要的函数模型,激发学生学习数学的兴趣,努力培养学生的创新意识.重点难点教学重点:指数函数的图象和性质.教学难点:指数函数的性质应用.教学过程第2课时指数函数及其性质的应用(1)作者:王建波导入新课思路1.复习导入:我们前一节课学习了指数函数的概念和性质,下面我们一起回顾一下指数函数的概念、图象和性质.如何利用指数函数的图象和性质来解决一些问题,这就是本堂课要讲的主要内容.教师板书课题.思路2.我们在学习指数函数的性质时,利用了指数函数的图象的特点,并且是用类比和归纳的方法得出,在理论上,我们能否严格的证明(特别是指数函数的单调性),以便于我们在解题时应用这些性质,本堂课我们要解决这个问题.教师板书课题:指数函数及其性质的应用(1).应用示例例1 比较下列各题中的两个值的大小:(1)1.72.5与1.73;(2)0.8-0.1与0.8-0.2;(3)1.70.3与0.93.1.活动:学生自己思考或讨论,回忆比较数的大小的方法,结合题目实际,选择合理的方法,再写出答案(最好用实物投影仪展示写得正确的答案).比较数的大小,一是作差,看两个数差的符号,若为正,则前面的数大;图1二是作商,但必须是同号数,看商与1的大小,再决定两个数的大小;三是计算出每个数的值,再比较大小;四是利用图象;五是利用函数的单调性.教师在学生中巡视其他学生的解答,发现问题及时纠正并评价.解法一:用数形结合的方法,如第(1)小题,用图形计算器或计算机画出y=1.7x的图象,如图1.在图象上找出横坐标分别为2.5,3的点,显然,图象上横坐标为3的点在横坐标为2.5的点的上方,所以1.72.5<1.73,同理0.8-0.1<0.8-0.2,1.70.3>0.93.1.解法二:用计算器直接计算:1.72.5≈3.77,1.73≈4.91,所以1.72.5<1.73.同理0.8-0.1<0.8-0.2,1.70.3>0.93.1.解法三:利用函数单调性,(1)1.72.5与1.73的底数是1.7,它们可以看成函数y=1.7x,当x=2.5和3时的函数值;因为1.7>1,所以函数y=1.7x在R上是增函数,而2.5<3,所以1.72.5<1.73;(2)0.8-0.1与0.8-0.2的底数是0.8,它们可以看成函数y=0.8x,当x=-0.1和-0.2时的函数值;因为0<0.8<1,所以函数y=0.8x在R上是减函数,而-0.1>-0.2,所以0.8-0.1<0.8-0.2;(3)因为1.70.3>1.70=1,0.93.1<0.90=1,所以1.70.3>0.93.1.点评:在第(3)小题中,可以用解法一、解法二解决,但解法三不适合.由于1.70.3与0.93.1不能直接看成某个函数的两个值,因此,在这两个数值间找到1,把这两数值分别与1比较大小,进而比较1.70.3与0.93.1的大小,这里的1是中间值.思考在上面的解法中,你认为哪种方法更实用?活动:学生对上面的三种解法作比较,解题有法但无定法,我们要采取多种解法,在多种解法中选择最优解法,这要通过反复练习强化来实现.例活动:教师点拨提示定义法判断函数单调性的步骤,单调性的定义证明函数的单调性,要按规定的格式书写.证法一:设x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,则y 2-y 1=21121(1)x x x x a a a a x -=--.因为a >1,x 2-x 1>0,所以21>1x x a-,即21x x a --1>0. 又因为1x a >0,所以y 2-y 1>0,即y 1<y 2.所以当a >1时,y =a x,x ∈R 是增函数.同理可证,当0<a <1时,y =a x 是减函数. 证法二:设x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,则y 2与y 1都大于0,则y 2y 1=2211x x x x a a a -=. 因为a >1,x 2-x 1>0,所以21>1x x a->1,即y 2y 1>1,y 1<y 2. 所以当a >1时,y =a x ,x ∈R 是增函数.同理可证,当0<a <1时,y =a x是减函数.例1%,那么经过20年后,我国人口数最多为多少(精确到亿)?活动:师生共同讨论,将实际问题转化为数学表达式,建立目标函数,常采用特殊到一般的方式,教师引导学生注意题目中自变量的取值范围,可以先考虑一年一年增长的情况,再从中发现规律,最后解决问题:1999年底 人口约为13亿;经过1年 人口约为13(1+1%)亿;经过2年 人口约为13(1+1%)(1+1%)=13(1+1%)2亿;经过3年 人口约为13(1+1%)2(1+1%)=13(1+1%)3亿;……经过x 年 人口约为13(1+1%)x亿;经过20年 人口约为13(1+1%)20亿.解:设今后人口年平均增长率为1%,经过x 年后,我国人口数为y 亿,则 y =13(1+1%)x ,当x =20时,y =13(1+1%)20≈16(亿).答:经过20年后,我国人口数最多为16亿.点评:类似此题,设原值为N ,平均增长率为p ,则对于经过时间x 后总量y =N (1+p )x (x ∈N ),像y =N (1+p )x 等形如y =ka x (k ∈R ,且k ≠0;a >0,且a ≠1)的函数称为指数型函数.知能训练1.函数y =a |x |(a >1)的图象是( )图2解析:当x ≥0时,y =a |x |=a x 的图象过(0,1)点,在第一象限,图象下凸,是增函数. 答案:B2.下列关系中正确的是( )A .221333111252⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭B .122333111225⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭C .212333111522⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭D .221333111522⎛⎫⎛⎫⎛⎫<<⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭答案:D3.已知函数f (x )的定义域是(0,1),那么f (2x)的定义域是( )A .(0,1)B .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1 C .(-∞,0) D .(0,+∞) 解析:由题意得0<2x <1,即0<2x <20,所以x <0,即x ∈(-∞,0). 答案:C4.若集合A ={y |y =2x,x ∈R },B ={y |y =x 2,x ∈R },则( ) A .AB B .AB C .A =B D .A ∩B =∅解析:A ={y |y >0},B ={y |y ≥0},所以A B .答案:A5.对于函数f (x )定义域中的任意的x 1、x 2(x 1≠x 2),有如下的结论: ①f (x 1+x 2)=f (x 1)·f (x 2);②f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2); ③f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0;④f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22<f (x 1)+f (x 2)2.当f (x )=10x时,上述结论中正确的是__________. 解析:因为f (x )=10x,且x 1≠x 2,所以f (x 1+x 2)=1212101010x x xx +=⋅=f (x 1)·f (x 2),所以①正确;因为f (x 1·x 2)=1212101010x x xx ⋅≠+=f (x 1)+f (x 2),②不正确;因为f (x )=10x是增函数,所以f (x 1)-f (x 2)与x 1-x 2同号, 所以f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,所以③正确.因为函数f (x )=10x图象如图3所示是上凹下凸的,可解得④正确.图3答案:①③④另解:④.∵10x 1>0,10x 2>0,x 1≠x 2,∴1210102xx +>1210102xx +>即121221010102x x x x ++>.∴f (x 1)+f (x 2)2>f ⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 22.拓展提升在同一坐标系中作出下列函数的图象,讨论它们之间的联系. (1)①y =3x,②y =3x +1,③y =3x -1;(2)①y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,②y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1,③y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +1.活动:学生动手画函数图象,教师点拨,学生没有思路,教师可以提示.学生回忆函数作图的方法与步骤,按规定作出图象,特别是关键点.解:如图4及图5.观察图4可以看出,y =3x,y =3x +1,y =3x -1的图象间有如下关系:y =3x +1的图象由y =3x 的图象左移1个单位得到; y =3x -1的图象由y =3x 的图象右移1个单位得到; y =3x -1的图象由y =3x +1的图象向右移动2个单位得到.观察图5可以看出,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +1的图象间有如下关系:y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +1的图象由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象左移1个单位得到;y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1的图象由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象右移1个单位得到; y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1的图象由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +1的图象向右移动2个单位得到. 你能推广到一般的情形吗?同学们留作思考.课堂小结思考本节课我们主要学习了哪些知识,你有什么收获?把你的收获写在笔记本上.活动:教师用多媒体显示以下内容,学生互相交流学习心得,看是否与多媒体显示的内容一致.本节课,在复习旧知识的基础上学习了数形结合的思想、函数与方程的思想,加深了对问题的分析能力,形成了一定的能力与方法.作业课本习题2.1 B组1,3,4.设计感想本节课主要是复习巩固指数函数及其性质,涉及的内容较多,要首先组织学生回顾指数函数的性质,为此,必须利用函数图象,数形结合,通过数与形的相互转化,借助形的直观性解决问题,本节课要训练学生能够恰当地构造函数,根据函数的单调性比较大小,有时要分a>1,0<a<1,这是分类讨论的思想,因此加大了习题和练习的量,目的是让学生在较短的时间内,掌握学习的方法,提高分析问题和解决问题的能力,要加快速度,多运用现代化的教学手段.第3课时指数函数及其性质的应用(2)作者:刘玉亭导入新课思路1.我们在学习指数函数的性质时,利用了指数函数的图象的特点,并且是用类比和归纳的方法得出,在上节课的探究中我们知道,函数①y=3x,②y=3x+1,③y=3x-1的图象之间的关系,由其中的一个可得到另外两个的图象,那么,对y=a x与y=a x+m(a>0,m∈R)有着怎样的关系呢?在理论上,含有指数函数的复合函数是否具有奇偶性呢?这是我们本堂课研究的内容.教师点出课题:指数函数及其性质的应用(2).思路2.我们在第一章中,已学习了函数的性质,特别是单调性和奇偶性是某些函数的重要特点,我们刚刚学习的指数函数,严格地证明了指数函数的单调性,便于我们在解题时应用这些性质,在实际生活中,往往遇到的不单单是指数函数,还有其他形式的函数,有的是指数函数的复合函数,我们需要研究它的单调性和奇偶性,这是我们面临的问题,也是我们本节课要解决的问题——指数函数及其性质的应用(2).推进新课新知探究提出问题(1)指数函数有哪些性质?(2)利用单调性的定义证明函数单调性的步骤有哪些?(3)对复合函数,如何证明函数的单调性?(4)如何判断函数的奇偶性,有哪些方法?活动:教师引导,学生回忆,教师提问,学生回答,积极交流,及时评价学生,学生有困惑时加以解释,可用多媒体显示辅助内容.讨论结果:(1)指数函数的图象和性质一般地,指数函数y=a x在底数a>1及0<a<1这两种情况下的图象和性质如下表所示:图象分布在一、二象限,与轴相交,落在x轴的上方都过点(0,1)第一象限的点的纵坐标都大于1第二象限的点的纵坐标都大于第一象限的点的纵坐标都大于0且小于1;第二象限的点①取值.即设x1,x2是该区间内的任意两个值且x1<x2.②作差变形.即求f(x2)-f(x1),通过因式分解、配方、有理化等方法,向有利于判断差的符号的方向变形.③定号.根据给定的区间和x2-x1的符号确定f(x2)-f(x1)的符号,当符号不确定时,可以进行分类讨论.④判断.根据单调性定义作出结论.(3)对于复合函数y=f(g(x))可以总结为:当函数f(x)和g(x)的单调性相同时,复合函数y=f(g(x))是增函数;当函数f(x)和g(x)的单调性相异即不同时,复合函数y=f(g(x))是减函数;又简称为口诀“同增异减”.(4)判断函数的奇偶性:一是利用定义法,即首先是定义域关于原点对称,再次是考查式子f(x)与f(-x)的关系,最后确定函数的奇偶性;二是作出函数图象或从已知图象观察,若图象关于原点或y轴对称,则函数具有奇偶性.应用示例例 1 在同一坐标系下作出下列函数的图象,并指出它们与指数函数y=2x的图象的关系.(1)y=2x+1与y=2x+2;(2)y=2x-1与y=2x-2.活动:教师适当时候点拨,学生回想作图的方法和步骤,特别是指数函数图象的作法,学生回答并到黑板上作图,教师指点学生,列出对应值表,抓住关键点,特别是(0,1)点,或用计算机作图.解:(1)列出函数数据表作出图象如图6.图6比较可知函数y=2x+1、y=2x+2与y=2x的图象的关系为:将指数函数y=2x的图象向左平行移动1个单位长度,就得到函数y=2x+1的图象;将指数函数y=2x的图象向左平行移动2个单位长度,就得到函数y=2x+2的图象.(2)列出函数数据表作出图象如图7.图7比较可知函数y =2x -1、y =2x -2与y =2x的图象的关系为:将指数函数y =2x的图象向右平行移动1个单位长度,就得到函数y =2x -1的图象;将指数函数y =2x的图象向右平行移动2个单位长度,就得到函数y =2x -2的图象.点评:类似地,我们得到y =a x与y =ax +m(a >0,a ≠1,m ∈R )之间的关系:y =a x +m (a >0,m ∈R )的图象可以由y =a x 的图象变化而来.当m >0时,y =a x的图象向左移动m 个单位得到y =ax +m的图象; 当m <0时,y =a x 的图象向右移动|m |个单位得到y =a x +m的图象.上述规律也简称为“左加右减”.例2 已知定义域为R 的函数f (x )=2x +1+a 是奇函数.(1)求a ,b 的值;(2)若对任意的t ∈R ,不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-k )<0恒成立,求k 的取值范围. 活动:学生审题,考虑解题思路.求值一般是构建方程,求取值范围一般要转化为不等式,如果有困难,教师可以提示,(1)从条件出发,充分利用奇函数的性质,由于定义域为R ,所以f (0)=0,f (-1)=-f (1),(2)在(1)的基础上求出f (x ),转化为关于k 的不等式,利用恒成立问题再转化.(1)解:因为f (x )是奇函数,所以f (0)=0,即b -1a +2=0⇒b =1.所以f (x )=1-2xa +2x +1;。
【新教材】4.1.2无理数指数幂及其运算性质教学设计(人教A版)
学生在初中学习了数的开平方、开立方以及二次根式的概念,又学习了分数指数幂的概念,以及整数
指数幂的运算法则.有了这些知识作储备,教科书通过实际问题引入无理数指数幂,说明了扩张指数范围的必要性.
课程目标
1. 理解无理数指数幂的概念;
2. 掌握实数指数幂和根式之间的互化、化简、求值;
3. 掌握实数指数幂的运算性质;
4. 能利用已知条件求值.
数学学科素养
1.数学抽象:无理数指数幂的概念;
2.逻辑推理:实数指数幂和根式之间的互化;
3.数学运算:利用实数指数幂的运算性质化简求值;
4.数据分析:分析已知条件与所求式子之间的联系;
5.数学建模:通过与有理数指数幂性质进行类比,得出无理数指数幂的概念和性质。
重点:①掌握并运用实数指数幂的运算性质;②能利用已知条件求值.
难点:能利用已知条件求值.
教学方法:以学生为主体,采用类比发现,诱思探究式教学,精讲多练。
教学工具:多媒体。
一、情景导入
规定了分数指数幂的意义后,指数的概念就从整数指数推广到了有理数指数,那么整数指数幂的运算性质对于无理数指数幂是否还适用?
要求:让学生自由发言,教师不做判断。
而是引导学生进一步观察.研探.。
《指数函数的图象和性质》教学设计一、学习目标1.能画出具体指数函数的图象;2.观察指数函数图象,归纳出指数函数的性质,培养解决问题的能力3.通过观察图象、归纳总结指数函数性质的活动,让学生在数学活动中感受数学思想方法之美、体会数学思想方法之重要。
二、数学学科素养1.数学抽象:指数函数的图像与性质;2.逻辑推理:图像平移问题;3.数学运算:求函数的定义域与值域;4.数据分析:利用指数函数的性质比较两个函数值的大小:5.数学建模:通过由抽象到具体,由具体到一般的数形结合思想总结指数函数性质.三、教学重难点教学重点:指数函数的概念和性质.教学难点:用数形结合的方法从具体到一般地探索、概括指数函数的性质.四、教法与学法教学策略:小组合作讨论策略;讲练有效结合策略;自主探究式学习策略教学手段:多媒体化课件;几何画板3、借助几何画板画出xx x x x x y y y y y y )()(41,31,)21(,4,3,2====== 的图象,通过图象不同的变化趋势, 可以将底数分为哪两类? 底数分为a>1和0<a<14、观察图中的函数图象的位置,公共点,变化趋势,总结共同特征,小组分工分别讨论a>1和0<a<1的图象,汇报小组讨论结果,师生一起画出指数函数图象:)10(<<=a a y x )1(>=a a y x4、请同学们对照x a y =的图象,得出性质归纳:指数函数图象和性质图象,独立思考后回答。
观察图象,做出分类类比、探究,独立思考后由小组讨论,由小组派代表起来发言,说出发现的结果或规律。
由图象总结性质数两种不同的变化趋势,对指数函数分类研究做铺垫。
充分利用信息技术作图,学生对图象认识更加准确直观。
自然的将指数函数分为a>1和0<a<1两类。
让学生经历观察图象、发现规律的过程,目的是让学生通过对函数图象的观察与比较,归纳出指数函数中a 对图象的影响,同时培养学生数形结合地观察、思考5、课件出示:指数函数图象的性质6、完善学案上指数函数的图象与性质 10<<a1 a图象定义域 值域性质学生一起回答问题的意识与能力。